3. The largest error value for the maximum average shear force at the bottom of the column A is 4.94%; the largest error valve for the maximum average shear force at the bottom of the column B is 4.74%. The transfer matrix method for multibody system dynamics takes less than 60 seconds, but the ANSYS software takes approximately 900 seconds.

Key words: transfer matrix method for multibody system、discrete time transfer matrix method for multibody system、finite element、elastic time-history analysis

目  次

1 绪论 1

1.1 门式刚架轻型房屋钢结构的结构形式及特点 1

1.2地震作用下门式刚架轻型房屋钢结构动力响应的研究现状 3

1.3 地震作用下结构响应分析方法 5

1.3.1 静力法 5

1.3.2 反应谱法 6

1.3.3 时程分析方法 6

1.4 本文研究的主要内容及意义 7

2 多体系统传递矩阵法 9

2.1 多体系统传递矩阵法的研究状况 9

2.2 多体系统传递矩阵法的研究对象和特点 9

2.3 线性多体系统传递矩阵法 10

2.4 多体系统离散时间传递矩阵法 11

2.5 多体系统传递矩阵法中的约定 12

3 基于多体系统传递矩阵法的门式刚架结构振动特性分析 13

3.1 典型元件的确定 13

3.2 典型元件的传递矩阵 13

3.2.1 平面横向振动无质量弹性梁的传递矩阵 14

3.2.2 集中质量的传递矩阵 15

3.2.3 坐标变换矩阵 17

3.3 链式和分叉系统振动特性的分析方法 17

3.3.1链式系统振动特性的分析方法 18

3.3.2 分叉系统振动特性的分析方法 19

3.4 门式刚架结构振动特性的计算和分析 23

3.4.1 门式刚架结构振动特性的一般公式推导 23

3.4.2 三种门式刚架结构固有周期的求解 26

4 基于多体系统离散时间传递矩阵法的门式刚架结构在多遇地震作用下响应分析 33

4.1 线性化方法 33

4.1.1 加速度和速度的线性化 33

4.1.2 三角函数的线性化 34

4.1.3 高次项的线性化 35

4.1.4 坐标变换矩阵的线性化 35

4.2 典型元件的传递矩阵 36

4.2.1 平面横向振动无质量弹性梁的传递矩阵 37

4.2.2 集中质量的传递矩阵 38

4.3 门式刚架结构在多遇地震作用下响应分析 39

4.3.1 地震波的选用 40

4.3.2 三种门式刚架在多遇地震下的顶部位移分析